Исследование параметров транспортных и пешеходных потоков на участках улично-дорожной сети города Перми в районе перекрестка ул. Героев Хасана — ул. Хлебозаводской — ул. Краснополянской

Ноябрь 15, 2011 Главный редактор 6

Необходимо провести моделирование различных сценариев на макроуровне, эти сценарии будут учитывать геометрию улично-дорожной сети. Для каждого сценария необходимо разработать модели различных вариантов организации движения на микроуровне.
Моделирование на макроуровне позволит оценить потребность жителей в перемещениях при использовании исследуемого объекта, т.е. оценить прогнозную интенсивность движения на рассматриваемом участке. Микромоделирование позволит оценить суммарные задержки и иные параметры движения транспортных средств, водители и пассажиры которых используют данный узел для реализации своих транспортных потребностей.

Объектом исследования является участок улично-дорожной сети, находящийся в непосредственной близости от транспортных развязок ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская – ул. Краснополянская. Транспортная развязка состоит из двух Т-образных перекрестков. На рисунке 1 приведен снимок объекта исследования, сделанный из космоса.

Рис. 1. Перекресток ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская и перекресток ул. Героев Хасана – ул. Краснополянская.

Исходными данными для моделирования различных сценариев являются:
• геометрия участков улично-дорожной сети,
• приоритетные направления движения на рассматриваемых пересечениях,
• режимы работы светофорных объектов,
• интенсивности входящих потоков движения и
• распределение транспортных потоков в узле.

В качестве основы для моделирования исследуемого участка использовался проект существующей схемы организации движения, выполненный в программном комплексе VStreets. На рисунке 2 приведены геометрические характеристики рассматриваемого объекта исследования – количество полос движения в каждом направлении, а также организация движения на рассматриваемом участке моделирования.

Рис. 2. Схема организации движения на перекрестках ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская и ул. Героев Хасана – ул. Краснополянская

Интенсивности движения транспортных потоков в зоне исследования можно получить двумя способами, используя при этом:
*- натурные замеры; – результаты макромоделирования существующей ситуации.*
Рассмотрим каждый из предложенных вариантов более подробно.

Натурные наблюдения. Время исследования.

Исследование транспортных и пешеходных потоков проводилось в дневное время суток с 8-00 до 20-00 часов. Наблюдения проводились в разные рабочие дни недели (в часы пик).
Замеры проводились с использованием видеонаблюдения. Расчет параметров проводился при обработке видеоматериалов.
В результате проведенных исследований получили данные об интенсивности движения транспортных и пешеходных потоков (с разбивкой по видам транспорта, с учетом дневной неравномерности и недельных колебаний).
Следует отметить, что при интенсивном движении, в частности, том, которое наблюдается на исследуемом участке улично-дорожной сети, при натурном наблюдении, возможно оценить только пропускную способность рассматриваемого объекта моделирования. При натурном наблюдении невозможно оценить потребность жителей в перемещении через рассматриваемый участок.
Далее приведем результаты натурных замеров, полученных с камеры наблюдения.

Графики дневных колебаний интенсивности транспортных потоков по различным направлениям движения.

Для анализа дневной неравномерности на рассматриваемом объекте исследования провели сбор и обработку данных об интенсивности транспортных потоков на ул. Героев Хасана в двух направлениях движения (для каждого направления по отдельности).
На рисунках 3 и 4 приведены графики дневной неравномерности интенсивности транспортных потоков с разбивкой по видам транспорта.

Рис.3. Графики интенсивностей движения транспортного потока с северного направления по ул. Героев Хасана с разбивкой по видам транспорта.

Рис.4. Графики интенсивностей движения транспортного потока с южного направления по ул. Героев Хасана с разбивкой по видам транспорта.

Можно отметить, что интенсивность транспортных потоков в течение дня изменяется незначительно. Для движения по ул. Героев Хасана с северного направления заторов в утренний час пик не наблюдается, транспортный поток равномерный в течение дня, большая интенсивность наблюдается в вечернее время. Суммарная интенсивность транспортного потока по всем видам транспорта имеет пиковые нагрузки в утреннее и вечернее время. Для рассматриваемых перегонов утренний час пик выделяется неявно, поэтому было принято решение взять временной интервал с 8.30 до 9.30. Данный интервал был выделен в результате статистического анализа суточной неравномерности интенсивности транспортных потоков проведенного для всей УДС города Перми. Подробно об этом анализе изложено в /1/. Для вечернего периода времени пиковые нагрузки прослеживаются на рисунках 3 и 4. Интервал времени, на который приходятся максимальные нагрузки на перекресток в вечернее время – это период времени с 18.00 до 19.00 часов.
В вечерний час пик с северного направления суммарная интенсивность движения составляет 1338 ТС/час, с южного направления – 1161 ТС/час. В утренний час пик для северного направления движения по ул. Героев Хасана суммарная интенсивность движения составляет 1242 ТС/час, с южного направления – 1248 ТС/час.
Наибольшая интенсивность на улично-дорожной сети наблюдается в утренние и вечерние пиковые часы. Далее приведем интенсивность движения транспортных потоков и распределение транспортных потоков в пиковые часы. Интенсивность движения будем приводить с учетом разбивки по видам транспорта, для того чтобы оценить структуру транспортного потока.

Картограммы пиковой интенсивности транспортных и пешеходных потоков

Интенсивность движения транспортных потоков собиралась натурным образом. Снятые показатели в большей степени отображают существующую пропускную способность перекрестка. Таким образом, существующие интенсивности транспортных потоков по направлениям определяются пропускной способностью перекрестка.
Для утреннего часа пик (08.30-09.30) картограмма наблюдаемых интенсивностей с учетом структуры транспортного потока приведена на рисунке 5.

Рис.5. Картограмма интенсивностей для утреннего часа пик (08.30-09.30).

Для вечернего часа пик (18.00-19.00) картограмма наблюдаемых интенсивностей с учетом структуры транспортного потока приведена на рисунке 6.

Рис.6. Картограмма интенсивностей для вечернего часа пик (18.00-19.00).

На рисунках 5 и 6 приведены суммарные интенсивности входящих потоков, рассчитанные в транспортных средствах (без единиц приведения к легковому автомобилю).
Для рассматриваемого узла суммарная нагрузка в утренний час пик (08.30-09.30) составляет 3736 ТС/час; для вечернего часа пик (18.00-19.00) – 3735 ТС/час. Можно отметить, что нагрузка на рассматриваемый узел в пиковые часы максимальна и составляет порядка 3750 ТС. В течение дня незначительно меняется нагрузка по направлениям, а пропускная способность перекрестка в пиковые часы остается постоянной.

Исследование недельных колебаний интенсивности транспортных потоков

Анализ недельных колебаний интенсивности движения транспортных потоков на исследуемом объекте проводился в часы пик.
Параметром анализа недельных колебаний был выбран суммарных входящий поток на исследуемое пересечение со всех сторон. График изменения суммарного входящего потока на перекресток для утреннего (08.30-09.30) и вечернего (18.00-19.00) часа пик приведен на рисунке 7.

Рис.7. Графики недельных колебаний суммарных входящих потоков для часов пик, ТС/час.

График недельных колебаний показывает, что данные, полученные натурным способом, определяются пропускной способностью перекрестка. В часы пик нагрузки максимальны и меняются незначительно в зависимости от дней недели. Благодаря полученным данным о недельных колебаниях транспортных потоков можно сделать вывод о возможности использования для моделирования наблюдаемых и расчетных интенсивностей транспортных потоков, приходящихся на любой день недели. Для проведения анализа суточной неравномерности и анализа распределения транспортных потоков в узле в пиковое время был выбран день недели – среда.

Исследование структуры транспортных потоков

При проведении натурных обследований транспортных потоков кроме определения объема движения на перекрестке необходимо учесть структуру транспортного потока.
Весь транспортный поток разделили на 4 категории транспортных средств:

Легковые автомобили:

o легковые автомобили (категория В) – автомобили, разрешенная максимальная масса которых не превышает 3500 кг и число сидячих мест которых, помимо сиденья водителя, не превышает восьми (в том числе ИЖ-2715, УАЗ-3101, УАЗ-2206);
o мотоциклы также следует относить к категории легковых автомобилей.

Грузовые автомобили:
o грузовые автомобили (категория С, Е) – автомобили, разрешенная максимальная масса которых от 3500 кг до 20000 кг.
o Грузовые автомобили «Газель» и пассажирские автомобили «Газель», где количество сидячих мест меньше либо равно восьми;

Грузовые автомобили с полуприцепами:

o грузовые автомобили (категория С, Е) – автомобили, разрешенная максимальная масса которых превышает 20000 кг.

Автобусы:

o автобусы, троллейбусы, трамваи и автобусы малой вместимости – «Газель», где количество сидячих мест превышает восемь.

Суммарный входящий поток для рассматриваемого объекта исследования разделили по видам транспорта, получили состав транспортного потока, который приведен в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.
Состав транспортного потока для утреннего часа пик (08.30-09.30).


п/п

Тип транспортного средства Процентное соотношение от всего потока
1 Легковые 82,9%
2 Грузовые 11,3%
3 Грузовые автомобили с полуприцепом 0,8%
4 Автобусы 5%

Таблица 2.
Состав транспортного потока для вечернего часа пик (18.00-19.00).


п/п

Тип транспортного средства Процентное соотношение от всего потока
1 Легковые 88,3%
2 Грузовые 7%
3 Грузовые автомобили с полуприцепом 0,5%
4 Автобусы 4,2%

Составы транспортных потоков для утреннего и вечернего времени имеют несущественные различия, но можно отметить, что в вечернее время грузового транспорта на рассматриваемом участке УДС становится меньше.
Детальное обследование провели для грузовых автомобилей и определили параметры транспортных средств, характеризующих 2 и 3 виды транспортных средств. В таблице 2 приведены марки грузовых транспортных средств и их характеристики, которые являются максимальными допустимыми габаритами для приведенного вида ТС.

Таблица 3.
Параметры большегрузных транспортных средств.

Параметр

Грузовые автомобили:

R 14.0pt;mso-ansi-language:EN-US”>enault
14.0pt”>M EN-US”>agnum
460.26 S – E
uro
14.0pt”>4

Грузовые автомобили bold”> с полуприцепами:


International



Eagle
9200i с полуприцепом

рефрижератором

Utiliti


International

Мощность, 
л.с./об/мин
460/от 1400 до 1800 475/2100
Макс. кр. момент, Нм/об/мин 2300/от 1050 до 1400 2227/1200  
Длина 11986 8330 13250
Ширина 2504 2550  
КП, тип/марка 16-ст.мех., ZF 16 S 2320 TD 10-ст. мех., Eaton Fuller  
Тормоза передн./задн. диск./диск. бараб./бараб.  
Макс. скорость, км/ч 90 100  

В дальнейшем полученную структуру транспортного потока будем использовать при моделировании поведения транспортных потоков на микроуровне.

Макромоделирование сценария без реконструкции УДС

Для оценки потребности перемещения населения через исследуемый участок УДС в пиковые часы необходимо провести макромоделирование на транспортной модели города.
Транспортная модель города Перми построена для индивидуального транспорта и для общественного транспорта, поэтому результаты макромоделирования необходимо корректировать в зависимости от полученных данных о структуре транспортного потока.
Макромодель города Перми, выполнена в программном комплексе PTV Vision VISUM. При макромоделировании для определения потребности населения в перемещении через рассматриваемый узел при проведении моделирования необходимо выполнить следующие условия: исключить влияние светофорного регулирования и исключить влияние функций сопротивления при совершении маневров. Предложенные условия моделирования позволят оценить объем перемещений, для которого необходимо предусмотреть организацию движения на рассматриваемом участке УДС.
Макромоделирование провели для двух временных срезов: утреннего (08.30-09.30) часа пик и вечернего (18.00-19.00). Картограммы интенсивностей движения легковых автомобилей для утреннего (08.30-09.30) и вечернего (18.00-19.00) часов пик представлены на рисунках 8 и 9.

Рис. 8. Картограмма интенсивностей легковых автомобилей в модели VISUM для утреннего часа пика (08.30-09.30).

Рис. 9. Картограмма интенсивностей легковых автомобилей в модели VISUM для вечернего часа пика (18.00-19.00).

Сравнительный анализ результатов макромоделирования и натурных данных показал: – утренний час пик (8-30 до 9-30):
1) интенсивность движения по ул. Хлебозаводской и Красноармейской совпадает с натурными данными;
2) интенсивность движения по Героев Хасана с северного направления совпадает с натурными данными;
3) интенсивность движения по Героев Хасана с южного направления при моделировании меньше на 60 ЛА, чем при натурных замерах. – в вечерний час пик (18.00-19.00)
1) наблюдаемая интенсивность движения транспортных средств с южного направления ул. Героев Хасана меньше, чем интенсивность, полученная в результате макромоделирования, на 180 ЛА.
2) со всех остальных направлений интенсивность, полученная на макромодели меньше чем полученная натурным способом.
Поэтому было принято решение при моделировании существующей ситуации выбрать вариант исходных данных об интенсивности движения, который наиболее полно и визуально отобразит существующую ситуацию.

Варианты светофорного регулирования

Для существующей геометрии перекрестка необходимо провести микромоделирование двух вариантов организации движения, которые отличаются друг от друга организацией светофорного регулирования. Приведем схему расположения светофорных объектов и фазы светофорного регулирования для каждого варианта.

Вариант существующей ситуации организации движения

Светофорное регулирование на исследуемой транспортной развязке осуществляется одним светофорным объектом, установленным на перекрестке ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская. Светофорное регулирование осуществляется в две фазы. В первую фазу осуществляется движение вдоль ул. Героев Хасана, во вторую – вдоль ул. Хлебозаводской. Общая продолжительность светофорного цикла составляет 63 секунды. Схема расстановки светофорных объектов и продолжительность фаз регулирования приведены на рисунке 10.

Рис. 10. Существующее светофорное регулирование на перекрестке ул. Героев Хасана – Хлебозаводская.

Проектный вариант светофорного регулирования

Вариант изменения светофорного регулирования был предложен сотрудниками СМЭУ ГУВД г. Перми. В данном варианте предполагается установить новый светофорный объект на пересечении улиц Героев Хасана и Краснополянской и изменить фазы переключения светофорного объекта на перекрестке ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская. Так как перекрестки находятся в непосредственной близости друг от друга, в проектном варианте было предложено организовать синхронизированную работу двух светофорных объектов в одном цикле.
На рисунке 11 показана схема расстановки светофорных объектов и фазы переключения светосигнальных установок для проектного варианта.

Рис. 11. Проектная схема расстановки светофорных объектов на перекрестках ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская и ул. Героев Хасана – ул. Краснополянская

Микромоделирование вариантов для существующей геометрии улично-дорожной сети

При построении имитационных моделей движения на микроуровне необходимо определиться, какие интенсивности движения использовать на исследуемом объекте. Когда проводили микромоделирование с натурными данными, получили, что заторы с южного направления ул. Героев Хасана не образуются ни для утреннего, ни для вечернего часа пик (существующее_натурные_вечер.avi). При видеонаблюдении просматривается противоположная ситуация – четко прослеживается, что образуются заторы с южного направления ул. Героев Хасана.
В результате микромоделирования с интенсивностями движения, полученными натурным образом, получаем, что все транспортные средства пересекают исследуемую область без существенных задержек. В первую очередь, это связано с тем, что полученные натурные данные определялись пропускной способностью перекрестка и поэтому имитационная модель подтвердила тот факт, что с такими нагрузками исследуемый объект справляется в полном объеме. Чтобы в результате микромоделирования оценить работоспособность исследуемого варианта организации движения, необходимо в качестве исходных данных в микромодели использовать прогнозную интенсивность входящих потоков, которая больше реально наблюдаемой интенсивности входящих потоков с южного направления ул. Героев Хасана. Таким набором исходных данных является результат прогнозного расчета интенсивности транспортных потоков, полученный в результате макромоделирования (рис.8 и рис.9). Далее приведем результат микромоделирования для вечернего часа пик (существ_модель_вечер.avi).

Рис. 12. Фрагмент моделирования существующей ситуации в вечерний час пик (18.00-19.00) в PTV Vision VISSIM.

Фрагмент моделирования для проектного варианта с дополнительными светофорными объектами приведен на рисунке 13 и видеоролике светофоры_модель_вечер.avi.

Рис. 13. Фрагмент моделирования проектного варианта в вечерний час пик (18.00-19.00) в PTV Vision VISSIM.

В результате микромоделирования предложенного проектного варианта с новыми светофорными объектами для интенсивностей, полученных при макромоделировании, существенных задержек для транспортного потока, движущегося с южного направления ул. Героев Хасана не возникает. Этот факт подтверждается видеоматериалами, а также результатами проведенного в пункте 5.1. анализа условий движения на модели.

Описание проекта реконструкции участка УДС и изменения светофорного регулирования в непосредственной близости от объекта моделирования

Проект реконструкции включает в себя организацию кругового движения на исследуемом участке.

Рис. 14. Проект реконструкции участка по ул. Героев Хасана на пересечении с ул. Хлебозаводской и ул. Краснополянской

В соответствии с проектом, предложенном специалистами ООО «Пермгражданпроект», предусмотрено круговое движение с приоритетом на круге. Движение транспортных и пешеходных потоков предусматривается организовать в одном уровне. Для безопасной организации пешеходного движения необходимо предусмотреть светофорное регулирование в непосредственной близости от круговой развязки. В представленном проектном предложении светофорное регулирование организовано тремя светофорными установками. Подробнее остановимся на каждом из проектных предложений. Фазы регулирования и продолжительности светофорных циклов предложены сотрудниками Центра дорожной информации. Общая продолжительность светофорных циклов одинакова для всех светофорных установок и составляет 70 сек.
Первый светофорный объект находится на въезде на круговое движение с южного направления по ул. Героев Хасана.
Режим работы светофорного объекта приведен на рисунке 15.

Рис. 15. Фазы переключения светофора на Героев Хасана с южного направления.

Второй светофорный объект установлен на ул. Хлебозаводской, также перед круговой развязкой. Режим работы светофорного объекта приведен на рис. 16.

Рис. 16. Фазы переключения светофора на ул. Хлебозаводской.

Третий светофорный объект установлен на ул. Краснополянской. Режимы работы светофорных объектов представлен на рисунке 17.

Рис. 17. Фазы переключения светофора на ул. Краснополянской.

Определение прогнозных интенсивностей движения на реконструируемом перекрестке

На транспортной модели города Перми, разработанной специалистами ООО «Агентства дорожной информации Радар», был промоделирован сценарий с круговым движением. При макромоделировании не учитывалось светофорное регулирование вблизи круговой развязки и не моделировались задержки потоков при осуществлении различных маневров на круговом пересечении. Картограммы интенсивности движения для утреннего (08.30-09.30) и вечернего часов пик (18.00-19.00) приведены на рисунках 18 и 19.

Рис. 18. Прогнозируемые интенсивности движения легкового транспорта в утренний час пик (08.30-09.30).

Реализация проектного решения в виде организации кругового движения на исследуемом участке приведет к перераспределению транспортных потоков на всей УДС города Перми. Для дальнейшего анализа требуется построение прогноза перераспределения транспортных потоков. Такой прогноз был выполнен на транспортной модели города. Для того чтобы оценить изменения интенсивностей на входящих потоках на исследуемом участке, рассмотрим разности интенсивностей для утреннего (08.30-09.30) и вечернего (18.00-19.00) часов пик.

Рис. 20. Разность прогнозной и существующей интенсивности для утреннего (08.30-09.30) часа пик.

Рис. 21. Разность прогнозной и существующей интенсивностей для вечернего (18.00-19.00) часа пик.

Приведенные на рисунках 20 и 21 разности интенсивностей показывают, что привлекательность ул. Хлебозаводская возрастет в виду уменьшения задержек при прохождении перекрестка. Частично происходит перераспределение транспортного потока с ул. Героев Хасана на ул. Хлебозаводская.
С учетом структуры транспортного потока интенсивность движения на входящих направлениях движения приведена на рисунках 22 и 23 для утреннего и вечернего часа пик соответственно.

Рис. 22. Прогнозируемые интенсивности движения транспортных средств всех типов в утренний (08.30-09.30) час пик.

Рис. 23. Прогнозируемые интенсивности движения транспортных средств всех типов в вечерний (18.00-19.00) час пик.

Так как геометрия проектируемого перекрестка имеет форму круга необходимо уделить особое внимание оценки работоспособности перекрестка при движении транспорта по кругу. Особые условия к конфигурации перекрестка накладывает тот факт, что на данном исследуемом объекте существует интенсивное движение большегрузного транспорта. В следствии чего, при моделировании кругового движения необходимо учесть значительные габаритные размеры большегрузных автомобилей и их соответствие параметрам радиусов поворотов в непосредственной близости от кругового движения. В связи с этим в модели были учтены максимальные габаритные размеры для грузовых транспортных средств и полуприцепов. В таблице 4 приведены параметры большегрузных транспортных средств, используемые при моделировании. Было проведено моделирование движения большегрузных транспортных средств в различных направлениях, результат моделирования представлен в видеоматериалах грузовое_движение.avi. Фрагмент моделирования грузового движения приведен на рисунке 24.

Рис. 24. Моделирование движения большегрузного транспорта на круговой развязке в различных направлениях.

В связи с тем, что габаритные размеры большегрузного транспорта довольно значительны, возникает ряд дополнительных проблем, связанных с прохождением данного участка УДС вышеназванным типом транспорта. Основной проблемой является занос полуприцепа большегрузных транспортных средств при движении по рассматриваемому участку УДС.
При проезде большегрузных транспортных средств по внутреннему радиусу кольца возникает занос полуприцепа.

Рис. 25 Фрагмент моделирование движения большегрузного транспорта на круговой развязке.

Так же проблемы, связанные с заносом полуприцепа, возникают в местах въезда (съезда) с кольца (на кольцо) и при проезде отложенных поворотов (см. рис. 26, 27).

Рис. 26. Восточный съезд с кольца

Рис. 27.Отложенный поворот с ул. Героев Хасана на ул. Хлебозаводскую

Для решения этой проблемы представляется необходимым увеличить ширину полос.

Описание вариантов организации движения на реконструируемом перекрестке.

Для проектного сценария с реконструкцией улично-дорожной сети были предложены два варианта организации движения. Далее на рисунках 28 и 29 приведем организацию движения для двух вариантов.

Приоритет на круговом движении

Вариант приоритета на круговом движении был предложен сотрудниками ООО «Пермгражданпроект» при разработке проекта планировки территории.

Рис. 28. Расстановка знаков на кольце с приоритетом кругового движения.

Приоритет движения по ул. Героев Хасана.

Предложенный вариант организации движения был выработан при совместном обсуждении проекта реконструкции участка УДС на рабочей группе, организованной Департаментом дорог и транспорта администрации г. Перми.

Рис. 29. Расстановка знаков дорожного движения на кольце с приоритетом ул. Героев Хасана.

Анализ результатов моделирования различных сценариев развития улично-дорожной сети

Сравнительный анализ результатов моделирования проводился для двух сценариев: – существующая геометрия улично-дорожной сети; – проектное предложение кругового движения.
Параметрами сравнительного анализа являются следующие показатели: – Количество выехавших транспортных средств; – Средняя скорость [км/ч]; – Среднее время задержки транспортного средства [с].
Анализ моделирования проводился для двух временных срезов утренний (08.30-09.30) час пик и вечерний (18.00-19.00).

Анализ результатов моделирования различных вариантов организации движения для сценария без реконструкции УДС

Сравнительный анализ результатов моделирования различных вариантов организации движения для сценария без реконструкции УДС представлен в таблице 4.

Таблица 4.
Сравнительный анализ

Параметр Утро Вечер
Количество выехавших транспортных средств 3279 3735 3204 3588
Средняя скорость [км/ч] 14,165 21.031 13.118 16.811
Среднее время задержки транспортного средства [с] 68,967 36.780 76.953 55.828

По результатам моделирования можно отметить, что предложенный вариант светофорного регулирования снижает транспортные задержки для участников движения. Кроме этого увеличивается пропускная способность перекрестка. Скорость движения на исследуемом участке моделирования возрастает.

Анализ результатов моделирования различных вариантов организации движения для сценария с реконструкцией УДС

Сравнительный анализ результатов моделирования различных вариантов организации движения для сценария с реконструкцией УДС.

Таблица 5.
Сравнительный анализ


Приоритет/Параметры
Утро Вечер
Кольцо главное Г. Хасана главная Кольцо главное Г. Хасана главная
Количество выехавших транспортных средств 3497 3476 3302 3476
Средняя скорость [км/ч] 25.515 27.215 19.642 26.772
Среднее время задержки транспортного средства [с] 42.890 36.674 70.694 38.435

В результате проведенного сравнительного анализа получили, что наиболее выгодным вариантом является вариант организации движения с приоритетным направлением движения по ул. Героев Хасана. Для этого варианта все исследуемые параметры показали наилучший результат как для утреннего (08.30-09.30) часа пик, так и для вечернего (18.00-19.00).

Дополнительный анализ результатов моделирования организации движения без пешеходного движения и светофорного регулирования для сценария с реконструкцией УДС

В качестве дополнительного анализа был проведен сравнительный анализ вариантов функционирования кругового движения на перекрестке в отсутствии пешеходных переходов и светофорных объектов вблизи круговой развязки по ул. Хлебозаводской и ул. Героев Хасана. При моделировании вариантов организации движения без пешеходных переходов были использованы те же интенсивности, что и при моделировании вариантов с пешеходами. На рисунке приведен фрагмент моделирования организации движения без пешеходных переходов и светофорного регулирования.

Рис. 30. Фрагмент моделирования организации без пешеходного движения.

Было рассмотрено два варианта организации движения на перекрестке без пешеходного движения и светофорного регулирования.

Приоритет движения вдоль ул. Героев Хасана

Для утреннего и вечернего часа пик провели сравнительный анализ вариантов организации движения для кругового движения с пешеходным движением и без пешеходного движения. В таблице 6 приведены результаты сравнительного анализа.

Таблица 6.
Сравнительный анализ варианта круговой развязки с приоритетом проезда по ул. Героев Хасана с учетом и без учета пешеходного движения.

Приотитет/Параметры Утро Вечер
С пешеходами Без пешеходов С пешеходами Без пешеходов
Среднее время задержки 61,845 183,478 39,115 209,674
Средняя скорость 23,418 26,69 28,176 4,425
Количество выехавших ТС 3551 2762 3388 1161

Результаты анализа показали, что в варианте с приоритетом проезда по ул. Героев Хасана при наличии светофорных объектов по ул. Хлебозаводской и ул. Героев Хасана показатели функционирования исследуемого объекта лучше, чем в отсутствии пешеходных переходов и светофорных объектов. Это объясняется тем, что формируются транспортные заторы при подъезде к перекрестку на ул. Хлебозаводской и на самом кольце. Транспортные заторы в указанных местах являются следствием движения непрерывного транспортного потока большой интенсивности по ул. Героев Хасана.

Приоритет движения по кольцу

Для утреннего и вечернего часа пик провели сравнительный анализ вариантов организации движения для кругового движения (с приоритетом круга) с пешеходным движением и без пешеходного движения. В таблице 7 приведены результаты сравнительного анализа.

Таблица 7.
Сравнительный анализ варианта круговой развязки с приоритетом проезда по кольцу с учетом и без учета пешеходного движения.


Приоритет/Параметры
Утро Вечер
С пешеходами Без пешеходов С пешеходами Без пешеходов
Среднее время задержки 50,269 40,980 86,542 64,475
Средняя скорость 25,506 27,858 19,342 22,619
Количество выехавших ТС 2961 2921 2760 2947

Результаты сравнительного анализа показывают, что обустройство надземных пешеходных переходов и организация движения без светофорного регулирования для варианта организации движения с приоритетом движения по кругу положительно повлияют на эффективность функционирования исследуемого узла. При обустройстве надземных пешеходных переходов повысится скорость движения, снизится среднее время задержки для транспортных средств, участвующих в моделировании.

Оценка параметра запаса пропускной способности для различных вариантов организации движения на круговой развязке

Для выбранных приоритетных вариантов организации движения необходимо оценить запас пропускной способности исследуемого перекрестка. Определение запаса пропускной способности перекрестка позволит определить перспективный уровень нагрузки, который может обработать исследуемый перекресток без существенного ухудшения основных параметров эффективности его функционирования.
Рассмотрим вариант организации дорожного движения, когда пешеходное и транспортное движение осуществляются в одном уровне. Регулирование пешеходных и транспортных потоков происходит с использованием светофорных объектов в непосредственной близости от круговой развязки. Приоритетным вариантом для такой организации движения является вариант с главным направлением движения вдоль ул. Героев Хасана. В таблицах 8 и 9 приведены результаты сравнительного анализа при процентном увеличении нагрузки на перекресток.

Таблица 8.
Утренний час пик. Вариант организации движения с приоритетом движения по ул. Героев Хасана при наличии светофорных объектов.

  Входящий поток Количество невведенных ТС Среднее время задержки Средняя скорость Количество выехавших ТС
3551 315 61,845 23,418 2832
+5% 3729 373 58,131 23,900 3073
+10% 3906 327 67,858 22,361 2989
+20% 4261 957 166,274 12,235 2664
+30% 4616 1407 203,115 10,624 2555

Таблица 9.
Вечерний час пик. Вариант организации движения с приоритетом движения по ул. Героев Хасана при наличии светофорных объектов.

  Входящий поток Количество не введенных ТС Среднее время задержки Средняя скорость Количество выехавших ТС
  3388 96 39,115 28,176 2903
+5% 3557 136 39,950 28,013 3015
+10% 3727 244 52,744 24,980 3056
+20% 4066 575 131,042 14,645 2885
+30% 4404 1749 339,487 6,535 1953

Проведенный при помощи моделирования анализ показал, что запас пропускной способности для рассматриваемого варианта составляет 10% от интенсивности прогнозируемого входящего потока. Увеличение входящего потока на 20% приводит к снижению средней скорости движения до 12-14 км/час. Снижение скорости движения до 12-14 км/час принято классифицировать как транспортный затор.
В ближайшей перспективе, следующим этапом развития улично-дорожной сети в границах исследуемой области может послужить разделение пешеходных и транспортных потоков. Обустройство надземного пешеходного перехода над ул. Героев Хасана с южного направления и ул. Хлебозаводской предусматривает без светофорное регулирование на въездах на круговое движение. При такой организации движения, как показал сравнительный анализ, необходимо рассматривать вариант с главным направлением движения по кольцу. В таблицах 10 и 11 приведены результаты сравнительного анализа при процентном увеличении нагрузки на перекресток при таком варианте организации движения на круговом пересечении.

Таблица 10.
Утренний час пик. Вариант с приоритетом движения по кольцу без светофорного регулирования и пешеходного движения.

  Входящий поток Количество не введенных ТС Среднее время задержки Средняя скорость Количество выехавших ТС
  3551 263 40,980 27,858 2921
+5% 3729 355 37,165 28,749 2970
+10% 3906 402 62,601 22,966 3081
+20% 4261 628 76,525 20,611 3183
+30% 4616 897 77,613 20,798 3275
+40% 4971 986 79,166 20,505 3462
+50% 5082 1125 94,214 18,664 3435
+60% 5421 1405 103,136 17,695 3445
+70% 5760 1656 103,400 17,218 3533
+80% 6098 1848 103,711 17,105 3661

Таблица 11.
Вечерний час пик. Вариант с приоритетом движения по кольцу без светофорного регулирования и пешеходного движения.

  Входящий поток Количество невведенных ТС Среднее время задержки Средняя скорость Количество выехавших ТС
  3388 58 64,475 22,619 2947
+5% 3557 154 63,013 22,902 3008
+10% 3727 198 71,298 21,612 3094
+20% 4066 470 82,948 19,980 3137
+30% 4404 622 90,744 19,065 3302
+40% 4743 913 85,965 19,568 3355
+50% 5327 1198 95,074 18,402 3549
+60% 5682 1557 100,018 18,120 3560
+70% 6037 1723 108,950 17,033 3664
+80% 6392 2037 109,177 17,020 3728

Проведенный на основе моделирования анализ функционирования исследуемого перекрестка показал, что на исследуемом объекте при постепенном увеличении интенсивности входящего потока, изменение основных параметров функционирования перекрестка происходит без резких скачков и значительных изменений. Предел, после которого возникает заторовые явления на исследуемом перекрестке, при моделировании достигнут не был. Ввиду того, что транспортные средства ожидают доступа на перекресток с круговым движением на подъездах к нему, затора с полной остановкой транспортного потока на исследуемом перекрестке не возникает.

Выводы

В ходе исследований, проведенных на пересечении ул. Героев Хасана – ул. Хлебозаводская – ул. Краснополянская, были получены натурные данные об интенсивности движения на рассматриваемом объекте. Натурные данные показали изменения движения транспортных потоков в течение дня, и в течении недели. Кроме того, получен структурный анализ транспортного потока, который в последующем использовался при микромоделировании.
Весь объем работ по моделированию был разбит на два сценария развития улично-дорожной сети. Первый этап моделирования состоял из моделирования двух различных вариантов на существующей геометрии улично-дорожной сети. Сравнительный анализ этих вариантов показал, что вариант с дополнительными светофорным регулированием, описанный в пункте 4.1.3.2, является наиболее выгодным с точки зрения пропускной способности узла (она увеличивается) и транспортных задержек (они уменьшаются). Результаты сравнительно анализа приведены в таблице 5.
Второй этап моделирования проводился на отличной от существующей геометрии улично-дорожной сети, представленной в проектных предложениях с реализацией кругового движения. Для рассмотренных вариантов (пункт 4.2.3) был проведен сравнительный анализ по следующим параметрам: количество выехавших транспортных средств, средняя скорость и среднее время задержки. Предпочтительным вариантом является вариант с главным направлением движения вдоль ул. Героев Хасана. Результаты анализа приведены в таблице 6.
При сравнительном анализе лучших вариантов для различных сценариев можно сделать вывод, что реконструкция улично-дорожной сети сократит транспортные задержки на исследуемом объекте, а также увеличит скорость движения транспортных средств при реализации транспортных корреспонденций через рассматриваемый узел.
Дополнительный анализ, который проводился с целью оценить запас пропускной способности различных вариантов организации дорожного движения показал, что вариант организации движения с главным направлением движения вдоль ул. Героев Хасана имеет запас пропускной способности 10% от прогнозных интенсивностей движения. Для варианта организации дорожного движения без пешеходов и светофорных объектов запас пропускной способности исследуемого объекта превышает 80%, транспортный поток при таких нагрузках движется со средней скоростью около 17 км/час.
В результате проведенных исследований можно сделать вывод о том, что при реконструкции ул. Героев Хасана на участке от ул. Краснополянская до ул. Хлебозаводская необходимо предусмотреть организацию кругового движения с пешеходными переходами и транспортными потоками в одном уровне, а также обустройство светофорных объектов при этом главное направление движения осуществляется по ул. Героев Хасана. При увеличении прогнозируемого входящего потока на 10% необходимо предусмотреть организацию надземных пешеходных переходов без светофорного регулирования с организацией главного направления движения по кольцу.

Поделиться